Impact de la pollution agricole et urbaine sur la qualité des eaux de surface : cas du barrage de Hammam Debagh-Guelma

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE 8 MAI 1945 GUELMA

FACULTÉ DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET SCIENCES DE LA TERRE ET DE L’UNIVERS

DÉPARTEMENT D’ÉCOLOGIE ET GÉNIE DE L’ENVIRONNEMENT

Mémoire de Master

Domaine : Sciences de la Nature et de la Vie

Spécialité : Biologie

Option : Biodiversité et écologie des zones humides

Thème

IMPACT DE LA POLLUTION AGRICOLE ET URBAINE SUR LA

QUALITÉ DES EAUX DE SURFACE : CAS DU BARRAGE DE

HAMMAM DEBAGH-GUELMA

Présenté par :KHERCHICHE Aboubakr.

BOUZIDI Amina.

Devant le jury composé de :

Président : Mr. HOUHAMDI Moussa (Pr) - Université de 08 MAI 1945 – Guelma Examinateur: Mr.NEDJAHRiad (M.C)- Université de 08 MAI 1945 – Guelma

Encadreur : Mr. BOUCHELAGHEM ELHadi (M.A)- Université de 08 MAI 1945 – Guelma Co-Encadreur : Melle REGGAM Asma (Doctorante)- Université de 08 MAI 1945 – Guelma

(2)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma|Juin 2013

Remerciements

Nous remercions le Dieu le Miséricordieux qui nous a éclairé la voix de la science et de

la connaissance et par sa grâce on a réussi à achever ce travail.

Nos reconnaissances, nos vives gratitudes et nos sincères remerciements vont à

Monsieur HOUHAMDI Moussa, Professeur au département d’Écologie et génie de

l’environnement, d’avoir bien accepté de présider ce jury.

Nous tenons à remercier Monsieur, NEDJAH Riad, Docteur au département

d’Écologie et génie de l’environnement à l’Université de Guelma pour avoirexprimé

son entière disponibilité à participer à ce jury et examiner ce mémoire.

Nos vifs remerciements s’adressent à Monsieur BOUCHELAGHEM El Hadi, Docteur

au département d’Écologie et génie de l’environnement à l’Université de Guelma, qui

nous a fait l’honneur de nous diriger et nous guider avec patience et gentillesse tout au

long de la réalisation de ce travail. Ses encouragements, sa disponibilité constante et

surtout ses conseils nous ont été d’une précieuse aide.

Nos vives gratitudes s’adressent aussi à M

elle

RAGGAM Asma, Doctoranteau

département d’Écologie et génie de l’environnement à l’Université de Guelma,pour

l’aide qu’elle nous a donné, malgré son temps est très chargé. Sa patience avec nous,

ses conseils, son esprit de plaisir … tout ça nous a aidé pour compléter notre travail.

Un grand Merci pour vous Asma.

On remercie monsieur KHELIFA Rassim, Doctorant à l’Université de Tizi-Ouzou qui

nous a aidé à tout moment sans maugréer.

Nos sincères remerciements vont à tous les enseignants de la faculté des sciences de la

nature et de la vie et des sciences de la terre et de l’univers de l’Université de Guelma

qui contribués à notre formation, et les responsables de laboratoire du département

surtout MmeHouria.

On remercie également MonsieurCHAALAL Mohammed, Directeur de l’Algérienne des

eaux de la Wilaya de Guelma,Monsieur AMRAOUI Salah, chef de laboratoire; ainsi

que l’ensemble de son équipe pour leur accueil bienveillant et leurs conseils avisés, et

cela malgré leur emploi du temps chargé.

N’oublions pas aussi de remercier MonsieurBAHRIKamel, Directeur de l’agence

national des barrages et transfères de Hammam Debagh, qui nous a facilité l’accès à

(3)

Nous adressons également un grand remerciement à nos chers parents qui nous ont

soutenus durant toute notre formation.

En fin, nous exprimons tous le bonheur du monde à nos collègues de la promotion

sortante 2013 du Master Biodiversité et écologie des zones humides.

(4)

TABLE DES MATIÈRES

REMERCIEMENT LISTE DES TABLEAUX LISTE DES FIGURES

LISTE DES SIGLES ET ABRIVIATION

CHAPITRE 1 : SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE

Introduction……….……….………1

1.1. Hypothèses de travail et objectifs……….2

1.2. Le phénomène d’eutrophisation des retenues de barrage et ses conséquences………..…....….2

1.2.1. Le barrage de Hammam Debagh……….………..………....…….2

1.2.2. Facteurs et processus de l’eutrophisation………..……….3

1.2.3 Facteurs anthropogéniques……….……….5

A) Sources ponctuelles………..……….…..………...5

B) Sources diffuses ……….………6

C) Les matières en suspension………..…..………..………..6

1.2.4. Facteurs liés au plan d’eau ………..6

1.2.5. Fonctionnement des retenues de barrage eutrophisées……….…….……...6

1.2.6. Effets de l’eutrophisation sur la qualité de l’eau et sa potabilisation………7

1.2.7. Problèmes de l’eutrophisation dans les pays méditerranéens………...8

1.2.8. Lutte contre l’eutrophisation des retenues de barrage………...…………...9

1.2.9. Conclusion………..………….…………..10

CHAPITRE 2 : CARACTERISTIQUES GENERALES DE LA REGION D'ETUDE 2.1. Présentation de la zone d’étude……….12

2.1.1. Localisation géographique………...………12

2.1.2. Description de l’aire d’étude………...………12

2.1.3. Caractéristiques générales………...……….14

2.1.4. Réseau hydrographique ………..………15

2.1.5. Etude climatologique ………..………16

2.1.5.1. Température ………..………17

2.1.5.2. Humidité relative de l’air ……….……….17

2.1.5.3. Vent……….…………...18

2.1.5.4. Pluviométrie……….………..19

2.1.5.5. Analyse de crues………20

2.1.5.6. Synthèse climatique………..21

CHAPITRE 3 : MATERIEL ET METHODES

3.1. Echantillonnage………..……….23

(5)

3.3. Mode de prélèvement..………...……….23

3.4. Transport de prélèvement……….…..…...……….24

3.5. Travail de laboratoire……….………...………...………...24

3.5.1. Méthodes d’analyses des paramètres physico-chimiques………..…..………...24

3.5.1.1. Méthode électrochimique………...24

A. Mesure de pH………..….………..…………24

B. Mesure de la température……….………..25

C. Mesure de la conductivité électrique……….……….25

D. Mesure de la turbidité……….………...26

E. Mesure du résidu sec……….………...26

F. Mesure de l’oxygène dissous……….………..…26

G. Détermination des matières en suspension……….…...27

H. Mesure de la salinité et TDS……….…………....27

3.5.1.2. Spectrophotométrie………...27

A. Dosage de l’ammonium……….………...28

B. Dosage des ions nitrites et nitrates……….…...………28

C. Dosages des sulfates……….………..29

D. Dosage des phosphates……….………...…..29

E. Dosage du fer méthode à l’orthophénanthroline………..……30

3.5.1.3. Volumétrie………30

A. Détermination du calcium……….………....30

B. Détermination du magnésium………...31

C. Titre alcalimétrique simple et complet………..……32

D. Dureté totale (Titre hydrotimétrique).………..………33

E. Détermination des chlorures………..………….…33

F. Détermination de la matière organique………..……34

3.5.2. Méthodes d’analyses des paramètres bactériologiques……….35

3.5.2.1. Recherche et dénombrement……….………35

A. Recherche et dénombrement des microorganismes revivifiables à 22 et à 37°C.……….35

B. Recherche et dénombrement des bactéries indicatrices des contaminations fécales…………...36

B.1. Recherche et dénombrement des Coliformes totaux ………...…….36

B.2. Recherche et dénombrement des Streptocoques.……….….…….37

B.3. La recherche et dénombrement des anaérobies sulfito-reducteures (ASR).……..…………...38

C. La recherche des bactéries pathogènes……….……...…………...…39

C.1. La recherche des Staphylocoques……….……...……….………...39

C.2. Recherche des Pseudomonas……….…...………...…41

3.5.2.2. Test de confirmation………..………..42

A. Confirmation des Coliformes fécaux………....…...……..42

B. Confirmation des Streptocoques de groupe « D » ……….…..42

3.5.2.3. Isolement et identifications des bactéries………...…….……42

A. Identification microscopique………...………..42

A.1. Coloration de Gram………...………...…………..42

(6)

CHAPITRE 4 : RÉSULTATS ET DISCUSSION

4.1. La qualité physico-chimique de l’eau………..………45

4.1.1. Paramètres organoleptiques……….……….………45 Turbidité………..………..…….…45 4.1.2. Paramètres physico-chimiques………..……..………….45 A. Température……….45 B. pH ………..………..46 C. Conductivité électrique …….………..46 D. Salinité ………...………..47

E. Taux des sels dissous………..………..47

F. Oxygène dissous ……….…..48

4.1.2.2. Paramètres chimiques………..……….…..48

A. Titre hydrotimétrique……..………..……….…..48

C. Magnésium.……….………..49

D. Calcium………...……...….………..49

E. Titre Alcalimétrique simple………..……….……...50

F. Titre Alcalimétrique complet.………..……….……....50

G. Bicarbonate………..………..….……..51

H. Chlorure………..………...……….……..51

I. Sulfate ………..……….………52

J. Résidu Sec………..……….……….….52

4.1.3. Paramètres concernant des substances indésirables………..………...53

4.1.3.1. Matière en suspension………..………....53 4.1.3.2. Matière organique………...………..54 4.1.3.3. Nitrate………..………...54 4.1.3.4. Nitrite………..………...55 4.1.3.5. Ammonium………..………55 4.1.3.6. Phosphate………..………...55 4.1.3.7. Fer………..………...……56

4.2. La qualité Bactériologique de l’eau………..………...57

4.2.1. Résultats des dénombrements des micro-organismes de l’eau………57

4.2.1.1. Germes totaux………..………...……57

4.2.1.2. Coliformes totaux………..………..58

4.2.1.3. Coliformes fécaux………..………..59

4.2.1.4. Streptocoques fécaux………..………...59

4.2.1.5. Anaérobie sulfito- réducteur………..……….60

4.2.1.6. Bactéries Pathogènes………..……….60

A. Staphylocoques et Pseudomonas………..……….……...60

4.2.2. Identification des souches bactériennes……….………...………61

4.2.2.1. Caractères morphologiques et coloration de Gram……….………...…61

4.2.2.2. Résultats de l'identification biochimique………..………..63

Conclusion et recommandations………..………...65 Références bibliographiques

(7)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma|Juin 2013 Résumé

Abstract

(8)

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 2.1 : Principales caractéristiques du barrage de Hammam Debagh……….…..15 Tableau 2.2 : Evaluation des températures mensuelles de larégion d'étude (Années 2003-2012)….Annexes Tableau 2.3 : Humidité relative mensuelles moyennes de la région d’étude de (2003-2012)……….…18 Tableau 2.4 : Profil des variations mensuelles moyennes de la vitesse du vent sur le site d'étude

(Années 2012)………...18 Tableau 2.5 : Variations des précipitations mensuelles (2003-2012)………....Annexes Tableau 2.6 : Principales crues sur Oued Bouhamdane au cours des années (2011-2012)…………..Annexes Tableau 2.7 : Principales crues sur Oued Bouhamdane au cours des années (2012-2013)…………..Annexes Tableau 2.8 : Caractéristiques climatiques de Guelma Années (2003-2012)………Annexes Tableau 3.1 : Les paramètres Bactériologiques………..….35 Tableau 3.1 : Table de NPP (Rodier 2009)……….……………Annexes

Tableau 3.3 : Tableau de lecture de l’API 20E………...………...Annexes Tableau 3.4 : Tableau de lecture de l’API 20 Staph.………...……………..Annexes

Tableau 3.5 : Tableau de lecture de l’API 20 Strep………...………Annexes Tableau 4.1 : Les résultats de recherche des Bactéries pathogènes………...60 Tableau 4.2 : Profil biochimique des Staphylocoques………....61 Tableau 4.3 : Résultats de l'identification des Pseudomonas……….61 Tableau 4.4 : Caractères macroscopiques et microscopiques des colonies bactériennes Isolées…..62 Tableau 4.5 : Résultats de l'identification par la galerie API 20 E……….63 Tableau 4.6: Résultats de l'identification par la galerie API 20 Staph et API 20 Strepto………...63

(9)

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1 : Schéma représente l’évolution du processus d’eutrophisation selon six stades distincts

qualifiés de niveaux trophiques………...…..05

Figure 2. 1 : Localisation géographique du barrage de Hammam Debagh………...….13

Figure 2.2 : Fleur d’eau d’une espèce de cyanobactéries à pigments rouges………...…...14

Figure 2.3 : Courbe d'évaluation des températures de la région d'étude (Années 2003-2012)….…17 Figure 2.4 : Evaluation mensuelle des humidités relatives de la région d'étude (Années 2003-2012)...18

Figure 2.5 : Variations moyennes mensuelles des vents (Année 2012)………...…...19

Figure 2.6: Variations des précipitations mensuelles (2003-2012)………..……..19

Figure 2.7: Principales crues sur Oued Bouhamdane au cours des années (2011-2012)…………..20

Figure 2.8: Principales crues sur Oued Bouhamdane au cours des années (2012-2013)……….….21

Figure 2.9 : Diagramme Pluviothermique de la région d’étude (2003- 2012)…………..………….22

Figure 3.1 :Localisation des stations de prélèvement dans la retenue du barrage Hammam Debagh………..23

Figure 3.2 :Multi-paramètre WTW Multi 1970i………...………...25

Figure 3.3 : Spectrophotomètre ODYSSEY………...………27

Figure 3.4 : Dégradation de Mannitol………..……...40

Figure 3.5 : Coagulase positif……….40

Figure 3.6 : Coagulasenégatif……….….40

Figure 4.1 : Variations mensuelles de la turbidité………..…….45

Figure 4.2: Variations mensuelles de la température………..……46

Figure 4.3: Variations mensuelles de pH………46

Figure 4.4: Variations mensuelles de la conductivité………..47

Figure 4.5: Variations mensuelles de la salinité………..47

Figure 4.6 : Variations mensuelles de la TDS……….48

Figure 4.7: Variations mensuelles du taux d'oxygène dissous………48

Figure 4.8: Variations mensuelles de la durté totale……….……...………..49

Figure 4.9: Variations mensuelles du taux de magnésium……….49

Figure 4.10: Variations mensuelles du taux de calcium………..50

Figure 4.11: Variations mensuelles de la TA………...50

Figure 4.12: Variations menseulles de TAC………..………..51

Figure 4.13: Variations mensuelles de bicarbonate……….51

Figure 4.14: Variations mensuelles des chlorures………...52

Figure 4.15: Variations mensuelles des sulfates……….52

Figure 4.16: Variations mensuelles du résidu sec………....53

Figure 4.17: Variations mensuelles de la MES………53

Figure 4.18: Variations mensuelles de la matière organique………..54

Figure 4.19 : Variations mensuelles des nitrates……….54

Figure 4.20 : Variations mensuelles des nitrites………..55

Figure 4.21 : Variations mensuelles de l'ammonium………..55

Figure 4.22: Variations mensuelles de phosphate………...56

(10)

Figure 4.24 : Evolution du nombre des germes totaux à 22 °C dans les stations………...57

Figure 4.25: Evolution du nombre des germes totaux à 37 °C dans les Stations………...58

Figure 4.26 : Evolution du nombre des Coliformes totaux dans les stations……….58

Figure 4.27 : Evolution du nombre des Coliformes fécaux dans les stations………..………...59

Figure 4.28 : Evolution du nombre des Streptocoques fécaux dans les stations………...59

Figure 4.29 : Evolution du nombre des ASR dans les stations………...60

Figure 4.30 : Les Bacilles Gram (-)………..62

Figure 4.31 : Les Bacilles Gram (+)………62

Figure 4.32 : Les Cocci Gram (+)………62

Figure 4.33 : Profil biochimique de la souche Klebsiella oxytoca………63

Figure 4.34 : Profil biochimique de la souche Serratia odorifera 1……….64

Figure 4.35 : Profil biochimique de la souche Staphylococcus caprae………..64

Figure 4.36 : Profil biochimique de la souche Enterococcus faecalis………64

(11)

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATION

AAF :Aéro-anaérobie facultatif. ADE : Algérienne des eaux. BEA :GéloseBile EsculineAzide. CE : Conductivité électrique. CF : Coliformes fécaux. CT : Coliformes totaux. °C : Degré Celsius. D/C : Double concentration. EDTA : EthyleDiamineTétraAcétique. °F : Degré français. Fig : Figure. GT : Germes totaux. HCO3- : Bicarbonates.

NPP : Nombre plus probable. NF :Norme française.

OMS :Organisation Mondial de la Santé. S : Station.

SM : Solution mère.

S/C : Simple concentration. Tab : Tableau.

TDS : Taux des sels dissous.

(12)

|

CHAPITRE

i

(13)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma|1Juin 2013

Introduction :

La plus part des retenues Algériennes sont menacées par le phénomène d’eutrophisation à cause de l’accroissement des apports d’éléments nutritifs terrigènes et anthropiques polluants. L’une des conséquences de cette situation est la sur-fertilisation des eaux par les nutriments phosphorés et azotés

et leur vieillissement accéléré par le développement anarchique des algues microscopiques(El

Ghachtoul et al., 2005).

Dans ces conditions, certains descripteurs de qualité comme le phosphore, l’azote et l’oxygène dissous varient en imposant des interactions entre les grandes fonctionnalités de l’écosystème aquatique. Il est communément admis que ce type de dégradation de l’eau brute destinée à la potabilisation induit

à l’eau traitée, un héritage de mauvais goûts et odeurs inacceptables pour le

consommateur(Christopher M., 2002).

Le présent travail s’inscrit dans le cadre d’une étude hydrobiologique et écologique globale des eaux

de surface de Hammam Debagh et vise à établir un diagnostic del’état actuel de la qualité

physico-chimique et bactériologique de l'eaude la retenue afin de contribuer à la connaissancede l’évolution de

cet écosystème.

Les prélèvements ont été réalisés sur une période de 4 mois en 2013, pour 5 stations,L’objectif de cette étude est d’évaluer le degré, la nature et l’origine de la pollution qui touche les eaux de surface de la retenue du barrage, ainsi que les effets de cette pollution sur la vie et la santé de la faune et de la flore.

1.1. Hypothèses de travail et objectifs :

La qualité des eaux des retenues du barrage est une condition indispensable à l'exercice des activités de production qui s'y déroulent (eau potables, irrigation, pisciculture) ainsi qu'à leur préservation en tant qu'habitats naturels (accueil de la faune, flore diversifiée). On sait également que cette qualité est le

(14)

résultat d'équilibres trophiques fragiles entredifférents facteurs tels les apports en sels nutritifs, la capacité des biocénoses en place àles absorber, l'hydrodynamisme, l'exploitation des ressources biologiques ...

Le diagnostic met en avant les rôles des apports (rejets urbains et agricoles pour la retenue du barrage

Hammam Debagh) et du faible taux de renouvellement des eaux.

Si la situation du barrage semble s'être améliorée depuis le dernier constat établi en 2012, elle reste préoccupante pourles années prochaines, notamment si l'exploitation agricole intensive des régions limitrophes se poursuit, etjustifie donc un programme de surveillance de son état trophique, détaillé dans le cadre de l'étude, nécessaire à sa gestion durable.

1.2. Le phénomène d’eutrophisation des retenues du barrage et ses

conséquences :

1.2.1. Le barrage de Hammam Debagh :

La retenuedubarrage de Hammam Debaghet ainsi que l’Oued Bouhamdane connaissent ces dernières années un déséquilibre lié à l’enrichissement des milieuxen composés nutritifs, lessivés principalement sur le bassin versant drainés par la (Moyenne Seybouse)et ses affluents et par les apports des rejets domestiques et agricole (Aïn Abid,Oued Zenati et Bordj Sabath).

Deux indicateurs étroitement liés signalent que le bassin subit une crise dystrophique : l'apparition d'odeurs nauséabondes et le changement de couleur (ouvirage) du plan d'eau.

• La disparition des algues et la prédominance desbactéries provoquent l'apparition d'une couleur brune,grise. Le bassin devient complètement anaérobiefavorisant les métabolismes réducteurs avec

dégagementnotamment d'H2S, et donc d'odeurs.

• Lorsque la concentration en H2Sest forte, ledéveloppement des bactéries photosynthétiques du

soufreprédomine et le bassin prend une couleur rouge, rose,ocre ou marron. À ce stade, on note une baisse desodeurs puisque le soufre est consommé.

L’eutrophisation résulte donc d’une sur-fertilité en nutriments (Nitrates et Phosphates) quiaboutit à d’importantes proliférations d’algues (cyanophycées). Les nuisances produites parces manifestations de l’eutrophisation sont multiples :

-Visuelles,

-Olfactives,

-Problèmes sanitaires (toxicité latente de certaines espèces d’algues),

-Désoxygénation du milieu et par voie de conséquence appauvrissement de la vie de laretenue

(déséquilibre écologique de l’écosystème).

L'accumulation des sédiments, qui piègent le phosphore, dans les fonds des retenues du faitde l’arrêt du transport solide, participe en grande partie à l'apparition de conditions favorablesà l'eutrophisation, déjà bien étudiée sur la retenue et faisant l'objet actuellement d'unecampagne de sensibilisation.

La prolifération d’algues toxiques (les cyanobactéries, par exemple) dans la retenue du barrage et dans d’autres plans d’eau de la région a suscité des inquiétudes grandissantes dans le public quant aux

(15)

risques associés à l’eutrophisation. Cette situation a sensibilisé les autorités locales et sanitaires à la nécessité de trouver des solutions pour la prévenir.

Dans ce contexte, le présent projet d’étude a pour objectif de dresser un état des lieux de l’eutrophisation de l’eau de la retenue du barrage, formuler des hypothèses sur le fonctionnement du phénomène, identifier les lacunes afin de définir une méthodologie visant à approfondir les connaissances sur ce phénomène.

Les principales phases de l’étude sont :

Etape 1 :Dresser un état des lieux relatif à l’eutrophisation du barrage de façon à identifier les

lacunes et la formulation d’hypothèses sur le fonctionnement du phénomène d’eutrophisation.

Etape 2 : Proposer une méthodologie pour améliorer la compréhension de ce phénomène,

incluant notamment un programme d’analyses physico-chimiques et biologiques.

1.2.2 Facteurs et processus de l’eutrophisation :

Le mot « trophi », en grec, signifie « nourriture » ou « nutriments », tandis que les suffixes« oligo », « meso », « eu » et « hyper » signifient respectivement « rare », « modéré », « abondant » et « excessif ». C’est pourquoi, les mots oligotrophique, mésotrophique,eutrophique et hypertrophique ont été utilisés par les biologistes pour décrire les différentsstades nutritifs d’un environnement marin ou d’eau douce. Plus généralement, ils sont utilisés pour décrire la quantité de biomasse potentiellement utilisable.

On va donc d’un milieu oligotrophe à un milieu hypertrophe plus la biomasse algale augmente.

L’eutrophisation est donc généralement définie comme le processus d'enrichissement des eaux par des éléments nutritifs des végétaux, en premier lieu l'azote et le phosphore, qui stimule la production primaire aquatique. Ses manifestations les plus graves en sont les proliférations d'algues ("eaux rouges"), l'écume algale, l'augmentation de la croissance des algues benthiques et par moments, une croissance massive de macrophytes immergés et flottants (Vollenweider, 1968; 1981). Parfois, ces manifestations s'accompagnent de proliférations bactériennes visibles - ou alternent avec des cycles de celles-ci - (Aubert, 1988) et de développements de champignons1.

Plusieurs facteurs contrôlent le processus d’eutrophisation, dont le motif central est laprolifération d’algues. Ils se présentent sous deux aspects, chimiques ou physiques.

Parmi les facteurs chimiques sont compris les apports anthropiques d’éléments nutritifs, principalement l’azote et le phosphore et leur relation exercée avec le milieu, à savoir la transformation chimique des composés. Les facteurs physiques comprennent les conditions climatiques,telles que la température et la lumière, et les conditions hydrologiques, telles que le volume et le débit d’eau, le confinement du plan d’eau, les matières en suspension, la turbidité, la transparence, etc. Ces facteurs jouent chacun un rôle plus ou moins important quant à la prolifération des algues. L’environnement physique va néanmoins influencer latransformation chimique des nutriments et leur concentration dans l’eau, d’où la vitessed’eutrophisation. Il en résultera une certaine quantité d’oxygène à disposition pour le milieu.

Les sels nutritifs entrant dans le milieu sont assimilés par les algues qui prolifèrent lentement(Fig.1.1). En milieu confiné ou lorsque le plan d’eau est stagnant, les algues ne sont pasemmenées par les

(16)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma|4Juin 2013 1 Accumulation dephosphore au lac 2 Augmentationd es algues etdes plantesaquatiqu es 5 Diminution del’oxygène dissousen profondeur 6 Changement dansla biodiversité 3 Diminution dela transparence 4 Augmentation de la quantité de matière organique à décomposer

courants et elles s’accumulent en se décomposant par action bactérienne,celle-ci consommant de l’oxygène. Le manque d’oxygène est déjà néfaste pour la faune,cependant la décomposition se poursuit jusqu’à des situations d’anaérobie ou anaérobiose(milieu anoxique) et la production de

molécules indésirables voire toxiques telles que le gazcarbonique (CO2), l’hydrogène sulfuré (SH2),

l’ammoniaque (NH3) et le méthane (CH4), etautres substances organoleptiques, responsables de

mauvais goûts ou de mauvaises odeurs.

Les algues comme les algues bleues (cyanophycées) peuvent également libérer des toxinesnéfastes pour la faune aquatique. À ce stade d’hypoxie, le milieu écologique est véritablementtransformé, et l’on peut parler d’hypertrophisation. La matière organique décomposée estensuite minéralisée par les bactéries hétérotrophes avec consommation d’oxygène etlibération de sels nutritifs et de gaz carbonique. Ces sels nutritifs sont l’ammonium, le nitrite,le nitrate et le phosphate. Ainsi se poursuit la prolifération des algues : ces sels nutritifsadditionnés aux sels nutritifs entrant dans le système sont à nouveau consommés par une floregrandissante.

En milieu ouvert, la prolifération des algues est moins évidente. En effet, les algues et lesnutriments

peuvent être emportés vers l’aval par le courant, limitant ainsi la décomposition.Peu à peu, ce

processus accélère la sédimentation: le lac se rétrécit, se comble et finit par disparaître (Ramade 2005).

Figure 1.1 : Schéma représente l’évolution du

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1.2.3 Facteurs anthropogéniques :

Dans plusieurs régions de l’Algérie, la pression exercée par les activités humaines sur les ressources en eau s’est accrue au cours des dernières décennies à cause de l’industrialisation, l’intensification de l’agriculture et l’augmentation de la population.

La diversité des sources de nutriments est grande. Elles sont classées selon différentes caractéristiques : ponctuelles ou diffuses.

A) Les sources ponctuelles :

Des polluants impliquent des activités dont les eaux se déversent en un point précis : ces eaux sont généralement transportées vers les milieux aquatiques par l’intermédiaire d’un tuyau. Les rejets de sources diffuses sont difficiles à mesurer et à réglementer à cause de leur origine dispersée et parce qu’ils varient selon les saisons et le climat. Dans plusieurs Oueds de l’Algérie.

Dans les eaux de surface, l’azote se présente sous plusieurs formes à savoir, l’azote organique, l’azote

ammoniacal (NNH3), les nitrites (N-NO2) et les nitrates (NNO3), la somme des quatre formes donne

l’azote total. L’azote est, pour l’essentiel, transporté dans les rivières sous la forme la plus oxydée, les nitrates. Notons qu’il n’y a pas de critère pour la concentration d’azote total dans l’eau de surface. Toutefois, on considère qu’unerivière qui affiche une concentration d’azote total supérieure à 1 mg/l est sérieusementaffectée par des sources anthropiques (Alberta Environment, 1999).

B) Les sources diffuses :

Le ruissellement provenant des zones agricoles et des villes entraîne un apport important de composés phosphorés et azotés et de matières en suspension pour les eaux de surface. Cependant, les polluants atmosphériques générés par les activités humaines contribuent aussi à l’azote dans les eaux de surface. Ces sources de polluants sont appelées « sources diffuses »parce qu’elles impliquent des activités dont les eaux ne se déversent pas en un point précis sur le territoire. Les rejets d’azote et de phosphore de sources diffuses représentent les plus grandes proportions des charges totales d’éléments nutritifs et ils ont un impact majeur (Gangbazo et Babin, 2000).

Les activités liées à l’élevage constituent aussi une source de nutriments, ainsi quel’épandage d’engrais d’origine animale, humaine ou minérale. La mauvaise utilisation de ces engrais peut entraîner le ruissellement de la plus grande partie :quantités trop importantes, sols mal préparés, périodes mal choisies sont autant de paramètres à optimiser pour limiter les pertes inutiles.

C) Les matières en suspension :

Les matières en suspension sont des matières solides qui sont en suspension dans la colonne d’eau, et qui peuvent se déposer au fond de l’eau selon les conditions d’écoulement de l’eau. On parle alors de sédiments. L’érosion du sol, qui est le détachement et le transport des particules de sol sous l’action des précipitations et du vent, est la principale source de matières en suspension dans l’eau. On distinguel’érosion « naturelle », due aux processus géologiques et l’érosion « accélérée »due aux

(18)

activités humaines. Les activités minières, forestières, agricoles et de construction résidentielle sont les principales sources d’érosion accélérée.

En Algérie, les 52 grands barrages reçoivent 32 millions de m3 de matériau solide annuellement. La

répartition des barrages sur les cinq bassins hydrographiques indiquent clairement que les barrages de la région de Chéliff – Zahrez sont les barrages les plus menacés par le phénomène de l’envasement (Remini B., 2010).

1.2.4. Facteurs liés au plan d’eau :

Les causes de l’eutrophisation d’un plan d’eau sont bien sûr principalement externes. Cependant, les caractéristiques de ce dernier peuvent en accentuer ou en atténuer les effets. À charge annuelle égale, les évolutions de deux lacs peuvent être très différentes. La distribution des nutriments, leur disponibilité, ou leur assimilation peuvent varier à cause des différences de certaines propriétés des lacs, telles que les caractéristiques des sédiments, la structure biotique, la morphologie ou l’hydrodynamique telle que la profondeur moyenne du plan d’eau et de l’hypolimnion peuvent influencerl’eutrophisation.

1.2.5. Fonctionnement des retenues de barrage eutrophisées :

Après l’eutrophisation des eaux de la retenue du barrage, on enregistre toujours une période transitoire de concentration élevée en ions organiques et inorganiques et de faible teneur en oxygène. La durée de cette période dépend non seulement de la qualité de l'eau des fleuves, mais également de la présence de tout résidu de végétation terrestre immergée, du profil thermique du réservoir, des concentrations en éléments nutritifs des terres immergées et du taux de renouvellement des eaux du réservoir par les eaux d'alimentation. Après cette période de transition, l'eau se caractérise par des concentrations inférieures en minéraux et matières organiques, bien que les concentrations en éléments nutritifs demeurent plus élevées que dans les cours d'eau. Cette baisse de la fertilité du réservoir peut être très décevante pour une pêche qui a débuté durant la période initiale de fertilité élevée.

La putréfaction de la végétation terrestre immergée provoque l'eutrophisation des eaux du réservoir et libère des composés organiques, ce qui a pour effet d'abaisser le potentiel d'oxydation-réduction des eaux. Ce phénomène, lié au manque d'oxygène, favorise certaines réactions biologiques, en particulier la réduction du sulfate en sulfure par la bactérie Desulfovibrio (Hutchinson, 1957). Ces bactéries, combinées aux microbes qui libèrent le soufre des protéines sous forme de sulfure, peuvent être responsables d'une augmentation de la concentration en acide sulfhydrique des eaux, à un niveau toxique pour les poissons et désagréable pour l'homme. La faible solubilité du sulfure et des ions métalliques lourds peut provoquer une précipitation à large échelle des sulfures métalliques qui risquent de gêner le bon fonctionnement des turbines. Les parties actives des turbogénérateurs qui sont en contact avec l'eau peuvent se corroder et mal fonctionner si elles sont faites de matériaux susceptibles de former des sulfures métalliques (cuivre par exemple). Aussi faudrait-il trouver des matériaux de remplacement.

1.2.6. Effets de l’eutrophisation sur la qualité de l’eau et sapotabilisation :

L'eutrophisation entraîne des quantités excessives d'algues, avec pour conséquent une surcharge d'algues. Sous certaines conditions d'obscurité et de température élevée, elles peuvent mourir, se décomposer et produire des odeurs nauséabondes. Si l'eau est utilisée comme approvisionnement en eau cru.

(19)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma|7Juin 2013 De ce fait, on assiste à :

Une complication du processus de traitement des eaux potables dû au contrôle soutenu de l'eau brute à traiter, mais encore à l'ajustage permanent du dosage des réactifs,

Un risque d'apparition de toxines produites par les cyanobactéries lors du pompage de l'eau, Certaines d’entre elles qui prolifèrent dans les eaux douces produisent des toxines nocives pour l'homme.

On distingue tout d'abord les hépatotoxines, les plus recherchées, qui provoquent des gastro-entérites, qui agissent sur le foie en étant cancérogènes (c'est le cas de la microcystine LR). D'autres agissent sur le système nerveux (les neurotoxines) ou provoquent des allergies et des irritations cutanées par simple contact (les dermatotoxines).

Une nécessité d'éliminer les éventuelles toxines présentes notamment par traitement des eaux par oxydation (ozonation, chloration) et /ou par l'emploi de charbon actif, une chloration excessive peut accroitrela probabilité de la formation de trihalométhanes qui sont soupçonnés d'être cancérigènes pour l'homme.

Créant un risque d'odeur et de mauvais goût dans l'eau distribuée induit par les matières organiques, et interférant avec certains procédés de traitement de l'eau.

Une augmentation de la production des boues.

1.2.7. Problèmes de l’eutrophisation dans les pays méditerranéens :

La Méditerranée est une mer située au carrefour de trois continents. Au nord, ellebaigne le littoral méridional de l'Europe, au sud l'Afrique du Nord et à l'est l'Asie mineure.

Diverses pollutions d’origine agricole (fertilisants, pesticides), industrielle (déchets) ou urbaine (défauts d’assainissement, déchets) y menacent les qualités des eaux des plaines à forte occupation du sol : zones urbanisées, agriculture intensive.

Ces régions des pays méditerranéens sont particulièrement vulnérables au phénomène

del’eutrophisation à cause d’un certain nombre de facteurs qui leur sont propres (MARGAT J,2004).

En effet,ils présentent des spécificités importantes qui facilitent le déclenchement du phénomèned’eutrophisation de leurs plans d’eau.

Ces spécificités sont :

- Le climat méditerranéen se caractérise par une très grande irrégularité dans la répartition des précipitations dans l’espace et le temps.Trois pays, la France, l’Italie et la Turquie, reçoivent, à eux seuls, la moitié du total des précipitations, tandis que les pays du Sud ne sont dotés que de 13 % du total. À cette irrégularité de répartition des ressources en eau dans l’espace, se surajoute une très grande irrégularité dans le temps, à la fois intra-annuelle et interannuelle.

- Malgré son homogénéité d’ensemble, le paysage méditerranéen du Maghreb frappe par son

morcellement à l’échelle locale : les bassins-versants sont très nombreux et leurs conditions environnementales (topographie, géologie, végétation, etc.) changent rapidement sur de faibles distances (Remini B., Hallouche W. 2004).

(20)

- Les ressources en eaux douces du bassin méditerranéen ontsouvent une qualité naturelle qui en restreint les possibilités d’utilisation(salinité naturelle ou dureté élevées).

- La charge élevée des eaux de ruissellement en sédiments dans les pays méditerranéens y rend « l’envasement » des retenues particulièrement actif ; cet envasement écourte la durée de la fonction régulatrice des barrages, Cela entraînera une régression inéluctable des ressources en eau maîtrisables par régularisation.

- La dégradation de la qualité des eaux devient une préoccupation majeure dans de nombreux pays. Les eaux de surface connaissent très fréquemment de fortes DBO, de fortes teneurs en phosphates, nitrates et métaux lourds et les pollutions locales bactériologiques sont fréquentes. Les oueds traversant de nombreuses villes méditerranéennes sont souvent transformés en véritables égouts à ciel ouvert.

En France, plus de la moitié du territoire est déjà classée en zones souffrant d’un excès de pollution par les nitrates.

En Italie, la contamination des aquifères par les nitrates, les métaux lourds et les produits chimiques organiques persistants est fréquente, ce qui oblige à prélever l’eau dans des sources plus profondes, dont la qualité naturelle n’est pas toujours satisfaisante(présence de manganèse, de fer et de sulfates). Des teneurs élevées en nitrates commencent à apparaître en différentes zones, par exemple, plus de 100 mg/l en plusieurs aquifères d’Espagne (Levant, Baléares, Catalogne : jusqu’à 600 mg/l localement), où 25 unités hydrogéologiques (sur 206) contaminées sont répertoriées dans les bassins méditerranéens.

À Malte, sous l’effet des fertilisants, au cours des 20 dernières années, les teneurs en nitrate ont fortement augmenté dans l’aquifère perché du plateau de Rabat, dépassant souvent 100 et parfois 300 mg/l.

En Turquie, les contrôles ponctuels montrent des infiltrations d’eaux usées ou des lessivats de décharges, des contaminations de nappes par des substances toxiques d’origine industrielle – cyanure vallée de Kelmalpsa –, par des engrais et pesticides – vallées de Cukurova, Bursa et Bornova. La tension sur les ressources en eau et l’accroissement des pollutions ont donc des impacts environnementaux importantsqui limitent, à leur tour, les quantités d’eau physiquement disponiblespour toute augmentation supplémentaire de demande.

Mais ils augmentent aussi la vulnérabilité des approvisionnementsen eau, en augmentant leur coût, les risques pour la santéet les conflits d’usage.

1.2.8. Lutte contre l’eutrophisation des retenues de barrage :

L'expérience montre toute l'importance de la sédimentation pour la longévité et l'écologie d'un réservoir. En conséquence, tout projet de construction de barrage exigera une étude attentive et détaillée de l'influence de la sédimentation sur la durée de service du barrage.

Le taux de sédimentation est très sensiblement influencé par la plus ou moins grande efficacité de la lutte contre l'érosion dans la zone de drainage d'un projet de stockage d'eau.

(21)

Faute d'un couvert dense dans le bassin versant avoisinant le barrage projeté ou les cours d'eau qui l'alimenteront, non seulement le ruissellement de surface s'accroît, mais la pluie a plus d'impact sur le sol de sorte que les particules de sol se désagrègent et les eaux de ruissellement entraînent les particules plus fines, ainsi ces eaux contiennent davantage de terre.

Les violentes pluies de la saison humide, Les risques d'éboulement des pentes abruptes des vallées et l'état des sols et de la végétation du bassin versant sont autant de facteurs qui agissent sur le taux de sédimentation. Saison durant laquelle, les eaux présentent souvent une turbidité extrême.

Etant donné que certaines méthodes d'exploitation agricole et forestière sur les régions avoisinantes ont fortement intensifié les écoulements superficiels, il est recommandé d'aménager le bassin versant en prêtant une attention particulière à la conservation des sols et à la régénération des forêts. En rétablissant la végétation et en mettant fin aux activités de l'homme qui favorisent l'érosion, on peut ralentir le rythme auquel la capacité du réservoir est rétrécie par l'envasement et les eaux du réservoir sont envahies par les matériaux charriés dans le système.

L'expérience passée de l'aménagement des bassins versants montre qu'il faut prévoir des mesures de traitement des eaux d'égout. L'imprévoyance dans ce domaine s'est à maintes reprises soldée par une eutrophisation fâcheuse et la perte d'eaux salubres.

1.2.9. Conclusion :

Une importante sédimentation peut avoir des effets marqués sur la biocénose et sa distribution. La turbidité provoquée par les sédiments en suspension peut sensiblement réduire la photosynthèse dans les cours d'eau et les réservoirs. Une telle réduction a des effets généralisés sur les niveaux trophiques supérieurs de la chaîne alimentaire.

Les éléments nutritifs contenus dans les matières particulaires en suspension dans les cours d'eau, ou associés à ces matières, ont un effet fertilisant sur les terres et les eaux maritimes proches de ces cours d'eau. Ils peuvent contribuer sensiblement à la productivité des pêches côtières existantes. La suppression de ces sédiments risque de diminuer la photosynthèse dans le phytoplancton, et par conséquent d'abaisser le rendement en poisson. C'est probablement ce qui s'est passé dans la baie d’Annaba où les prises de sardines ont beaucoup fléchi ces dernières années devant l’apparition du phénomène d’eutrophisation.

Les microscopes électroniques à balayage révèlent de façon spectaculaire l'importance des particules organiques et inorganiques comme substrats des bactéries aquatiques (Paerl et Goldman, 1972a). La surface des particules sert de support à la fixation des bactéries ainsi qu'aux particules organiques et inorganiques qui s'y adsorbent. Ainsi, en leur offrant une surface de fixation et une source d'aliments, les sédiments peuvent stimuler la croissance des bactéries aquatiques (Paerl et Goldman, 1972b). Outre qu'ils fournissent des éléments nutritifs aux organismes de filtrage, il est établi que les bactéries et les matériaux organiques adsorbés peuvent être une source d'énergie pour les poissons qui se nourrissent de vase.

Bien que la plus grosse menace pour les poissons soit probablement la baisse des eaux de retenue qui laissent exposées des zones peu profondes de reproduction et d'apport d'aliments, la sédimentation peut également détruire les frayères potentielles situées dans les eaux superficielles des bords du réservoir.

(22)

Les sédiments retenus par le barrage provoquent aussi :

A)Une perte en aval d'éléments nutritifs pour l'agriculture et les pêches marines, et c’est le cas pour le

plateau continental de la région d’Annaba,

B)Des modifications dans les taux d'érosion des plages côtières,

C)La réduction des deltas qui auparavant étaient reconstitués par les alluvions des crues annuelles. Les

réservoirs modifient toujours le schéma de sédimentation en aval, et cet aspect de toute retenue d'eau doit être spécialement étudié au stade de la planification.

(23)

|

CHAPITRE

II

(24)

2.1. Présentation de la zone d’étude :

L’étude géologique et pédologique menée par (Blayac 1912), a mis en évidence qu’à l'exception des hauteurs granitiques de la chaîne numidique des montagnes de Debagh et Taya, Oued Bouhamdane dont seul affiche un caractère permanent a mis a nu sur une partie de son trajet, les terrains crétacé inférieur et calcaire jurassique, que recouvrent, en certains parages, d'assez vastes substratum constitué de remblais tertiaires, de grès rouges siliceux, les autres formations ne représentent que des intermédiaires entre des riches alluvions des vallées et de quelques lambeaux peu importants de formations diverses.

Le sol s'y présente, en général, sous la forme de plateaux pierreux, secs, arides, monotones, couverts de

Pistacia lentiscus et Olea europaea croissant dans les cailloux, de terres rouges ou jaunâtres, de taillis

couvrant à peine la nudité des collines ; des grottes, dont quelques-unes, tel que celle d’Osman et de ghare Edjemaa, s'ouvrent au-dessus du lit de torrents dans les failles de la craie ou du calcaire.

2.1.1. Localisation géographique :

1. Localité : Hammam Debagh. 2. Longitude : E 007°14.042’.

3. Latitude : N 36°27.559’.

4. Altitude : 390m.

2.1.2. Description de l’aire d’étude :

Le site qui a été retenu pour la construction du barrage est caractérisé par un rétrécissement de la vallée de Mermoura située entre deux collines.L’endroit, se trouvant sur l’Oued Bouhamdane à environ 15 kmà l’aval de sa confluence avec Oued Gherib et Oued Zenati, environ 23 km au sud-ouest de la ville de Guelma puisqu’il est implanté à 3 km à l’amont de la localité de Hammam Debagh.

Deux cours d’eau, le Gherib et l’Oued Zenati, constituent les principaux éléments du réseauhydrographique sur l’ensemble des ruisseaux qui sillonnent les plaines du nord constantinois. Le Gheribprend naissancesur la bordure nord-ouest de Ben Badis non loin de Constantine, et se jette dans l’Oued Zenati à l’ouest de Bordj Sabath. L’Oued Zenatiprend sa source au pied du mont Oum Settas au nord de Aïn Abid et rejoint le Gherib15 km en amont du site dubarrage, le Gherib et l’Oued Zenatise réunissentpour former le Bouhamdane(Fig.2.1).

En dehors de l’apport des eaux captées sur l’Oued Bouhamdane, il est alimenté par des eaux qui ruissellent sur le bassin versant et les pluies directes. Il n’ya pas de cours d’eau pérenne identifié qui alimente la retenue de barrage.

(25)

Figure 2. 1 : Localisation géographique du barrage de Hammam Debagh.

Les particularités morphométriques et hydrologiques de cette retenue en font unécosystème lacustre particulièrement adapté à l’étude du fonctionnement des réservoirs à fond plat, sous climat méditerranéen chaud.

D’un autre côté, cette retenue peut être considérée comme un milieu eutrophie.Son état trophique se traduit par divers symptômes, tels que la désoxygénation descouches profondes en période de stratification, l’abondance des cyanobactériesnotamment (celles à dominance de pigments rouges),avec des dépôts concentrés au niveau des rives de la retenue et la formation de blooms en période de forte réduction du volume de l’eau du réservoir.

Ce type de fleur d’eau peut ressembler à une masse étendue et diffuse en surface, à des particules très fines dans l’eau ou encore,à des eaux colorées ou ramagées. Elle peut être de différentes teintes de rouges, dont le rouge brique.

Dans un milieu peu profond, on peut observer auprintemps prés de la surface, ou en été sur toute la colonne d’eau.

Ce genre de fleur d’eau peut aussi se développer dans la couche intermédiaire de la colonne d’eau d’un lac assez profond. À noterque certaines espèces de cyanobactéries(rouges) ont la capacité d’ajuster leur profondeur dans la colonne d’eau par flottabilité.Elle permet aux cyanobactéries de se placer à la profondeur ou des conditionstelles que la quantité de phosphore ou l’intensité de la lumière sont optimales.

Plus les eaux du milieu aquatique sont claires, plus les cyanobactéries sontsusceptibles de migrer sur une plus grande épaisseur de la colonne d’eau àpartir de la surface.

En fait, le matin, les eaux sont généralement très calmes ce qui favorisela flottabilité des cyanobactéries en surface. Lorsque les vents se lèventsuffisamment, ceux-ci brassent les eaux et

(26)

dispersent verticalement lescyanobactéries dans la colonne d’eau. C’est ce déplacement vertical qui peutse produire lorsqu’une fleur d’eau tend à disparaitre par exemple en après-midiet à réapparaitre souvent le matin suivant.

Bref, si vous ne voyez plus une fleurd’eau de la surface, cela ne signifie pas automatiquement qu’elle est absentedu milieu.

La figure 2.2,ci-dessous illustre un exemple de fleur d’eau accumulée en surfacesous la forme d’une écume lors d’une journée calme prise dans la retenue de barrage de Hammam Debagh, durant la période d’eutrophisation qui s’est manifestée en juin 2012.

Figure 2.2 : Fleur d’eau d’une espèce de cyanobactéries à pigments rouges(prise par REGGAM. A). Ces problèmes se manifestent par des mauvais goûts et odeurs constatés en juin 2012 au niveau de la station de production d’eau potable, implantée sur le site.

La capacité du barrage est de 220 hm3, avec une surface du bassin versant : 1070 km². Bien que la

fonction principale de ce plan d’eau soit la production d’eau potable destinée à l’alimentation des villes principalement Guelma, HammamDebagh, Medjez Amar et Ain Hessainia, il est utilisé aussi

pour l’usage agricole (34 hm3) des deux périmètres Guelma-Bouchegouf (dont la superficie s’étend

sur 13.000 ha) d’une part et Dréan-Besbès dans la wilaya d’El Tarf.

2.1.3. Caractéristiques générales :

2.1.3.1. Une digue : La digue est du type en terre composée d’un noyau argileux vertical, de recharges

amont et aval en alluvions graveleuses, des filtres produits à partir des alluvions de l’oued.

2.1.3.2 Evacuateurs de crue et dérivation provisoire :Les deux évacuateurs de crue sont de type en

puits de section circulaire, et sont deux galeries situées en rive gauche et disposition parallèlement à 40 mètre. L’une de l’autre.

2.1.3.3. La vidange de fond :Cet ouvrage situé en rive gauche comporte d’amont en aval : une tour de

batardage d’une hauteur de 35 m, et la galerie circulaire de vidange d’un diamètre de 5 m.

Une vidange de fond dans laquelle est incorporée la chambre des vannes en souterrain à 50 m à l’aval de l’axe de la digue.

(27)

2.1.3.4. La tour de prise d’eau : comporte :

Une passerelle métallique d’accès à la cote 372.50.

Trois grilles et trois vannes de garde des prises d’eau haute, moyenne et basse. Un pont portique dessert les trois prises d’eau.

1.1.3.5. Une tour de batardage de la vidange : comporte :

Le batardeau de la vidange.

La grille et la vanne wagon de garde de la pise d’eau auxiliaire. Une passerelle en béton armé d’accès à la cote 325.

Un port portique roulant démontable dessert le batardeau et la prise auxiliaire.

Les principales caractéristiques du barrage de Hammam Debagh sont représentées dans le tableau 2.1.

Tableau 2.1 : Principales caractéristiques du barrage de Hammam Debagh. Barrage Hauteur maximale 93m Longueur en crête 430m Largeur en crête 9m Largeur à la base 516m Volume de la digue 6.500.00 m3 Retenue Niveau maximal 372,5

Niveau retenu normal 360

Niveau au volume mort 315

Capacité totale 220h m3

Capacité utile 200 h m3

2.1.4. Réseau hydrographique :

Le réseau hydrographique est l’ensemble des cours d’eau, affluents, et sous affluents, permanents ou temporaires, par lequel s’écoulent toutes les eaux de ruissellement et convergent vers un seul point de vidange du sous bassin versant (Ghodbane M., 2009).

L’organisation du réseau hydrographique dans la région d’étude est commandée par l’agencement du relief. Véritable château d’eau alimenté par les précipitations de type « pluvial »apportées par les perturbations venues de l’Atlantique.

Leréseau hydrographiqueest de type pluvial, marqué par une dissymétrie importante : la majorité des affluents proviennent de la rive droite, le chevelu en rive gauche est peu dense et constitué de cours d'eau de faible extension (Bouchelaghem 2008).

Le barrage reçoit les eaux des réseaux hydrographiques d’Oued Bouhamdane (37.49 km) ; Il draine un

(28)

Caractérisé par un régime de hautes eaux hivernales et de basses eaux estivales, mais l’Oued peut néanmoins connaître des crues exceptionnelles ou de graves étiages, rendus de plus en plus rares, toutefois, par l’important aménagement hydraulique (barrage).

En année normale, le marnage de la retenue sera d’environ 10 m ; en année sèche, il dépassera 20 m. Les cours d’eau tributaires d’Oued Bouhamdane sont représentés par le réseau hydrographique d’Oued Zenati et Oued Gherib.

Oued Bouhamdane est un affluent principal d’Oued Seybouse avecOued Cherf, qui se rejoignent à la confluence de Medjez Amar donnant naissance à Oued Seybouse, ce dernier coule en direction du nord depuis Bouchegouf; et se jette dans la Méditerranée par l’estuaire de Sidi Salem à Annaba, c’est

un des plus grands Oueds d’Algérie, avec un débit annuel de 500 millions de m3.

L’Oued Bouhamdane et ses affluents (Oued Zenati et Oued Gherib) possèdent une bonne protection naturelle, surtout dans la deuxième moitié des deux cours d’eau, les rives jouxtant les Oueds sont bien végétalisées, cette végétalisation favorise l’élimination des matières en suspension des eaux de ruissellement drainées par le bassin versant.

2.1.5. Etude climatologique :

Le climat est un facteur abiotique important dans l’étude de la typologie et la fonction d’un milieu. Le climatde la zone d’étude est du type subtropical, soumis aux influences des climats continentaux semi-arides à tendance saharienne, méditerranéens et aux descentes polaires.

Le seul travail synthétique qui nous est connu, remonte à Seltzer (1946) qui constatedeux grandes séquences nettement reconnus ; une saison chaude s'étend de juin à octobre, où les températures maximales sont situées aux mois de Juillet et d’août, avec un maximum en Août de 27.39°C, et elles coïncident généralement avec les vents venus du sud comme le Sirocco. Alors que la saison froide s'étend de novembre à mai, avec un minimum enregistré en janvier de 9.54°C ; où s’installe des séquences d’hivers froids et pluvieux, de type humide et sub-humide, où les précipitations moyennes annuelles sont de 666.95 mm.

Quelquesorages d'été rompent la monotonie du temps, accompagnés d’averses de grêle et de fortes précipitations brèves et locales, alterne souvent avec des chaleurs brûlantes qui peuvent se manifester de manière violente même en Juillet et début Août(Bouchelaghem H. 2008).

Les caractéristiques climatiques (La température, Le vent et Humidité relative) de la zone d’étude sont obtenues à partir des données de la station météorologique de Guelma pour une période s’étalant de 2000 à 2012.

2.1.5.1. Température :

Les données statistiques dont nous avons fait état sont consignées dans le tableau 2.2 (Annexes)

donnent pour chaque mois de l’année les températures suivantes : Tm (moyenne de tous les maxima

du mois), T0 (moyenne de tous les minima du mois), M (moyennes annuelles des températures). Et

donnent les valeurs pour le mois le plus chaud et le mois le plus froid. Les résultats d’observations faites pendant 10 ans (2003-2012).

(29)

La figure 2.3, nous donne l'évolution de la température en 2003 à 2012 selon les différents mois de l'année. Cette figure montre que la moyenne annuelle des températures est de l’ordre de 17.79°C avec un écartthermique élevé entre les moyennes minimales du mois le plus froid (janvier :4.71°C) et maximales du mois le plus chaud (juillet : 36.83°C).

2.1.5.2. Humidité relative de l’air :

La valeur annuelle moyenne de l'humidité relative avoisine 69.73 % seulement. De ce fait, les valeurs les plus faibles du degré hygrométrique (de l'ordre de 55%) sont observées pendant les mois les plus chauds en juillet et en août, alors que les valeurs les plus fortes (de l'ordre de 78%) le sont en mois de Janvier, février et en décembre (Tab. 2.3).

Tableau 2.3 : Humidité relative mensuelles moyennes de la région d’étude de (2003-2012). Mois Jan. Fév. Mars Avril Mai Jui. Juil. Août Sept. Oct. Nov. Déc.

H.R

(%) 78.69 75.75 75.52 73.99 69.92 61.38 55.55 56.98 67.75 70.6 74.15 76.42

La figure2.4, montre que l'humidité relative est élevée durant les mois de novembre, décembre, janvier et février, alors qu'elle est faible pendant les mois les plus chauds, juillet et août.

La région de Guelma présente donc une faible humidité relative, avec une moyenne maximale de 78.69 % pour le mois de janvier et une moyenne minimale de 55,55 % en juillet.

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00

Jan. Fev. Mar. Avr. Mai Jui. Juill. Aou. Sept. Oct. Nov. Déc.

T em p ér a tu re ( ° C ) Mois

Figure 2.3 : Courbe d'évaluation des températures de la région

d'étude (Années 2003-2012).

T( max.) t (mini.) Moyenne

(30)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma

2.1.5.3. Vent :

Les données relatives au vent de surface disponibles sont obtenues à partir des relevés de l’an (2012) obtenus auprès de la Station Météorologique de Guelma

La figure 5.2 montre l'évolution saisonnière de la vitesse du vent, à partir de moyennes mensuelles sur la région de Guelma. On constate l’existence d'un signal saisonnier important dans la saison hivernale et printanière défini, respectivement, par un maximum aux moi

mois d’août.

L'insuffisance des observations réalisées sur la période ultérieure de l’aire d’étude ne permet cependant pas d'atteindre une description fine de la fréquence des variations du vent.

2.4 : Tableau Profil des variations mensuelles moyennes de la vitesse du vent sur le site d'étude (Années 2012) Mois Janv. Fév. Mars

Vent

(m/s) 1.75 2.03 1.98

Les intensités du vent (Fig.2.5) s’étendent de 1,

mars et avril, puis se réduisent progressivement jusqu’en mois Leur intensité s’accroît ensuite jusqu’ en mois de

56,98 67,75

70,6

74,15

Figure 2.4 : Evaluation mensuelle des humidités relatives de la

région d'étude (Années

Guelma|18Juin 2013

Les données relatives au vent de surface disponibles sont obtenues à partir des relevés de l’an (2012) la Station Météorologique de Guelma(Tab. 2.4).

montre l'évolution saisonnière de la vitesse du vent, à partir de moyennes mensuelles sur la région de Guelma. On constate l’existence d'un signal saisonnier important dans la saison hivernale

défini, respectivement, par un maximum aux mois de février et

L'insuffisance des observations réalisées sur la période ultérieure de l’aire d’étude ne permet cependant pas d'atteindre une description fine de la fréquence des variations du vent.

Profil des variations mensuelles moyennes de la vitesse du vent sur le site d'étude (Années 2012)

Mars Avril Mai Jui. Juil. Août Sept.

1.98 1.80 1.87 1.84 1.67 1.68

s’étendent de 1,44 à 2,03 m/s, Les vents sont forts en mois de

, puis se réduisent progressivement jusqu’en mois d’octobre où leur force est minimale. Leur intensité s’accroît ensuite jusqu’ en mois de décembre de nouveau.

78,69 75,75 75,52 73,99 69,92 61,38 55,55 76,42

: Evaluation mensuelle des humidités relatives de la région d'étude (Années 2003-2012).

Les données relatives au vent de surface disponibles sont obtenues à partir des relevés de l’an (2012)

montre l'évolution saisonnière de la vitesse du vent, à partir de moyennes mensuelles sur la région de Guelma. On constate l’existence d'un signal saisonnier important dans la saison hivernale février et mars et un minimum au

L'insuffisance des observations réalisées sur la période ultérieure de l’aire d’étude ne permet cependant

Profil des variations mensuelles moyennes de la vitesse du vent sur le site d'étude (Années 2012).

Sept. Oct. Nov. Déc.

1.44 1.62 1.80 s, Les vents sont forts en mois de février,

où leur force est minimale.

Jan. Fev. Mar. Avr. Mai Jui. Juill. Aou. Sept. Oct. Nov. Déc.

(31)

Université de 08 MAI 1945 – Guelma

2.1.5.4. Pluviométrie :

Les variations des précipitations mensuelles sont illustrées

Sur l’ensemble de la période des années

annuel de précipitation montre la présence de deux périodes distinctes pluvieuse allant du mois de septembre

mois d’août. On distingue cependant Une hausse précipitation est

observe aussi une évolution similaire mais plus modérée allant du mois de septembre jusqu’au mois de décembre.

Une baisse précipitation depuis le mois de mai jusqu’au mois de juillet et une petite rep mois d’août (Fig. 2.6).

2.1.5.5. Analyse de crues :

La précipitation annuelle pour l’année (2011 très disparate selon les mois. Les mois les mois d’avril, mai, juin, juillet quantités de précipitation. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 jan. fév. V en t (m /s ) Figure 2.5 0 20 40 60 80 100 120 Jan. Fév. P ré ci p it a ti o n s (m m ) Figure 2 Guelma|19Juin 2013

Les variations des précipitations mensuelles sont illustrées sur le tableau 2.5.

Sur l’ensemble de la période des années (2003-2012), l’évolution s’avère très pertinente, montre la présence de deux périodes distinctes (Reggam A., 2010

e septembre au mois de mai et une autre sèche allant On distingue cependant :

Une hausse précipitation est marquéedu mois de janvier 108.47 mm jusqu’au mois d’avril. On observe aussi une évolution similaire mais plus modérée allant du mois de septembre jusqu’au

Une baisse précipitation depuis le mois de mai jusqu’au mois de juillet et une petite rep

pour l’année (2011-2012)est proche de la moyenne, mais sa répartition est très disparate selon les mois. Les mois d’octobre,janvier, février etmars ont été très pluvieux, alors que

juillet, août,septembre,novembreet décembre mar. avr. mai jui. juill. aoû. sept. oct. nov. dec.

Mois

5 : Variations moyennes mensuelles des vents

(Année 2012).

Mar. Avr. Mai Jui. Juill. Aou. Sept. Oct. Nov. Déc.

Mois

2.6: Variations des précipitations mensuelles

(2003-2012).

Précipitations (mm)

.(Annexes)

, l’évolution s’avère très pertinente, Le régime (Reggam A., 2010) ; une allant du mois de juin au

mm jusqu’au mois d’avril. On observe aussi une évolution similaire mais plus modérée allant du mois de septembre jusqu’au

Une baisse précipitation depuis le mois de mai jusqu’au mois de juillet et une petite reprise dans le

est proche de la moyenne, mais sa répartition est ont été très pluvieux, alors que et décembre ont présenté de faibles

Mois

Vent (m/s)

Mois